JP2008052168A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルターとＴＦＴ素子を積層形成したロールフィルム基材と、ベタ膜からなる透明電極を形成した対向電極用ロールフィルム基材とからなる２枚のフレキシブルなフィルム基材をリール状で供給し液晶を封入する液晶表示装置の製造方法において、ＣＦ上にＴＦＴ素子を形成したロールフィルム基材で連続して表示品位の高い液晶表示装置を技術的容易に且つ安価に提供することである。
【解決手段】液晶の供給を少なくとも１台のディスペンサより行い、液晶の滴下量を何れかのロールフィルム基材上に形成されたシール材のパタン幅に合わせて制御し、片側ないし両側にローラーを具備したロールラミネーターにより連続して貼合する事を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロールフィルム基材を用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。

近年、フラットパネルディスプレイは、省エネルギ、省スペース、可搬性等の点から
据え置き型、壁掛け型、携帯型の様々な用途の画像表示装置として利用されている。
特に携帯型においては、携帯時に落下させても破損しないような耐衝撃性や、軽量化、薄型等の点からプラスチック化ないしフィルム化の要求がある。また、壁掛け型においても円柱状の柱へのディスプレイの設置という点から可撓性のディスプレイへの要求がある。

しかし、フィルム基材はその柔軟さによりロールフィルム形態での搬送が可能である一方、耐熱性の低さ、熱膨張率の大きさ、引っ張りによる基材の変形など、パタンのトータルピッチの変動などの問題を有している。この為、フィルム基材上にカラーフィルター（以下ＣＦと省略する）と薄膜トランジスタ等のスイッチング素子及び素子駆動用電極（以下ＴＦＴ素子と省略する）を各々の基板に形成し貼合する場合、ロールフィルム基材の使用により連続搬送によるＣＦ、ＴＦＴ素子の形成が可能となるが、ロールフィルム基材同士の位置合わせ・貼合を行う場合、基材の伸び等の影響で２枚のロールフィルム基材の画面間のピッチが安定せずアライメントが難しいという問題があった。

そこで、ＣＦとＴＦＴ素子の画素の位置合わせを制御する方法として、１枚の硝子基板上にＴＦＴ素子と表示領域を規定するＣＦを重ねて形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
この方式は、硝子基板上にカラーフィルターを設け、オーバーコートを介してＴＦＴ素子を形成するもので、基材をロールフィルム基材へ変更することで技術展開が可能である。但し、一般的なフィルム基材の耐熱温度が２００℃以下である為、プロセス温度や材料など、硝子基板とは異なる課題をクリアする必要がある。

従来製造工程では、基材の貼り合わせと液晶の充填は、２枚の基材を描画したシール材を挟んで貼合した後、真空中で液晶を注入させる方法や、描画されたシール材のパタン内に真空下で液晶セルの容量に相当する液晶を滴下した後２枚の硝子基板を貼合させるＯＤＦ法などがとられている。
液晶注入方法では枚葉に断裁する必要がありロールフィルム基材を使用するメリットが損なわれていた。ＯＤＦ法では、真空装置内で貼合することが必要で、且つ液晶セルの容量に相当する液晶の滴下量の精密制御が必要であると共に、真空装置を使用する事によるタクトの低さが問題であった。

以上述べたように、ロールフィルム基板を用いて液晶表示装置を製造する場合、従来の硝子基板を用いた製造工程とは異なる技術の使用が求められる。

以下に公知の文献を記す。
特開平１０−２３９６８０号公報

本発明は上記問題点になされたもので、その目的とするところは、ＣＦ上にＴＦＴ素子を形成したロールフィルム基材で連続して表示品位の高い液晶表示装置を技術的容易に且
つ安価に提供することである。

本発明は係る課題に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、カラーフィルターとＴＦＴ素子を積層形成したロールフィルム基材と、ベタ膜からなる透明電極を形成した対向電極用ロールフィルム基材とからなる２枚のフレキシブルなフィルム基材をリール状で供給し液晶を封入する液晶表示装置の製造方法において、液晶の供給を少なくとも１台のディスペンサより行い、液晶の滴下量を何れかのロールフィルム基材上に形成されたシール材のパタン幅に合わせて制御し、片側ないし両側にローラーを具備したロールラミネーターにより連続して貼合する事を特徴とする液晶表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項２の発明は、前記シール材のパタンが、液晶セルの周囲パタンと、ロールフィルム基材の搬送方向の前後部にパタンを開口させ隣接する液晶セル間を連結し液晶を伝播するための１本以上の細い溝パタンとからなり、巻き出し装置より送り出された２枚のロールフィルム基材の貼合の際、シール材のパタン内に滴下された液晶がロールフィルム基材の貼合とともに、連続して隣接する画面パタンに封入される事を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項３の発明は、前記シール材の液晶セルの周囲パタンのロールフィルム基材の搬送後半の開口部付近の形状が、液晶が伝播し易いよう斜めにパタンを設けてあることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置の製造方法としたものである。

本発明の請求項４の発明は、前記シール材のパタンが液晶セルの周囲パタンとロールフィルム基材の搬送方向の後半部にラミネートにより封止できるサイズの開口パタンを少なくとも１ヵ所以上設けてある事を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法としたものである。

本発明は、２枚のロールフィルム基材に液晶を充填する液晶製造装置において、常圧下で液晶を供給して貼り合わせることで、液晶充填の制御を容易にした液晶表示装置の製造方法である。

本発明の構成によれば、従来のロールフィルム基材を用いた構成で記述の諸々の不具合、表示欠陥や色ムラなどが生じない。
また、従来形状や精度改善のためにほどこしていた工夫や精度の維持管理等の手数が低減され、工程が簡素化されるため、製造が容易になる。

まず本発明の請求項１の発明では、カラーフィルターとＴＦＴ素子を積層形成したロールフィルム基材と、ベタ膜からなる透明電極を形成した対向電極用ロールフィルム基材とからなる２枚のフレキシブルなフィルム基材をリール状で供給し液晶を封入する液晶表示装置の製造方法において、液晶の供給を少なくとも１台のディスペンサより行い、液晶の滴下量を何れかのロールフィルム基材上に形成されたシール材のパタン幅に合わせて制御し、片側ないし両側にローラーを具備したロールラミネーターにより連続して貼合する事を特徴とするものである。

片側のロールフィルム基材上に、ＣＦ、ＴＦＴ素子、スペーサー材、シール材からなる画面駆動に必要な機能を集積する事で、対向電極用フィルム基材の構成を簡略化でき、２枚のフィルム部材の貼合がアライメント処理を行う事無く可能となり、ロールラミネーターによる連続処理が可能となる。

また、シール材の表示画面に対する位置精度の要求は数百ミクロンと低いので、シール材のパタンは対向電極を形成したロールフィルム基材上に形成しても良く、事前に形成したアライメントマークないしシール材で形成したアライメントマークを読み取り、ロールフィルム基材上の１つめのＣＦ画面で合わせ込めば良い。

またラミネート直前、対向電極を形成したロールフィルム基材上にシール材のパタンを形成する際、ＣＦとＴＦＴ素子を形成したロールフィルム基材のＣＦ画面間の送り量を読み取りシール材のパタンの送り量を制御しても良い。

一般にロールコーターはディスペンサによる供給された薬液がロールとロールの界面に液溜まりを形成し基材に均一な塗膜を形成するものでありロールの幅方向に液量が濡れ広がってしまう。

本発明は、シール材を液晶の濡れ広がりの隔壁とし、ロールの幅方向に少なくとも１台以上配置したディスペンサからの液晶の塗出を、シール材の幅に合わせて制御し、液晶滴下と液晶封入とを連続して行う事を特徴とするものである。

また液晶滴下の際、液晶と共にスペーサービーズを滴下することも可能である。
シール材のパタン形成はラミネートの直前にディスペンサで描画形成し、ラミネートによる熱圧着の後、追加熱処理や光硬化で固定する方法が可能である。

ＣＦはＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの３色と遮光膜としてのブラック、補色としてシアン、イエロー、マゼンダをパタニングしたもので、形成方法は、感光性顔料分散レジストをフォトリソ処理によってパタニングする方法、印刷により形成方法、インクジエット法による方法が可能である。

ＴＦＴ素子は、印刷法や、低温スパッタ法にて導電性膜、機能性膜、絶縁膜を形成しパタニングすれば良い。導電成膜としてはＡｌ、Ａｕ膜などからなる金属膜ないし金属化合物膜、酸化インジウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化膜からなる透明導電膜、銀などの導電ペースト分散したインキが使用可能である。機能性膜としては銅フェタロシアニン（ＣｕＰｃ）などが使用可能である。また、絶縁膜としては有機化合物やＳｉＯ₂などの無機酸化膜、Ｔａ₂Ｏ₅などの非晶質の金属酸化膜などが使用可能である。

配向膜は、ポリイミド膜をフレキソ印刷により成膜しラビング処理する方法や、光硬化性液晶を露光処理し形成する方法が使用可能である。

ロールフィルム基材としては、ガラスプラスチック板等のように可撓性を有さないもの以外であれば適用できるが、本発明の製造工程の乾燥温度に合わせて選定すればよく、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、トリアセチルセルロース等のフィルムやシートを用いることができる。中でも、耐熱性のポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド等が好適である。また、無機フィラーを上記樹脂に添加して耐熱性を向上させた材料から成る基材でも良い。フィルムおよびシートは、延伸でも未延伸でも良い。

本発明の請求項２、３の発明では、シール材のパタンに係るもので、シール材のパタンが、液晶セルの周囲パタンと、フィルムの搬送方向の前後部にパターンを開口させ隣接する液晶セル間を連結し液晶材料を伝播するための１本以上の細い溝パタンとからなり、巻き出し装置より送り出された２枚のロールフィルム基材の貼合の際、シール材のパタン内に滴下された液晶がロールフィルム基材の貼合の際、連続して隣接するＣＦ画面パタンに
封入される事を特徴とするものである。

隣接するＣＦ画面パタン間を１本以上の溝パタンで繋ぐ事でシール材パタンの隔壁内に滴下された液晶を隔壁より溢れさせることなく溝パタン部へ逃がす事で緩衝効果を持たせると共に液晶セルに非充填部の発生を解消し液晶充填を安定制御することを目的としたものである。

液晶セル部と溝パタン部の液晶滴下量の制御は少なくとも１台以上あるディスペンサより該当する部位のディスペンサを駆動させると共に、毛細管現象により充填すればよい。ロールフィルム基材における巻き出し側と巻き取り側の端部の液晶セルのヘッド部とテイル部のシール材のパタン形状は、液晶セルサイズで閉じる方法や、閉じた溝パタンを干渉部として設ければよい。

また、液晶セルの周囲パタンのロールフィルム基材の搬送後半の開口部付近の形状を、開口部から漸次幅を小さくし、例えば漏斗状に斜めにパタンを設けることも液晶の充填を安定制御することを目的としたものである。パタンの傾きは液晶材料の流動性やラミネート速度により最適化すればよい。

ラミネータの形態は、液晶滴下方法とロールフィルム基材の搬送方法により変更すれば良い。左右両面にローラーを配置したロールラミネーター構成では、左右よりロールフィルム基材を搬送し、片側のロールフィルム基材に貼合の直前にシール材のパタンを形成し、ロールフィルム基材の合流部に液晶を滴下し貼合する方法が可能である。

シール材のパタンを形成した片側のロールフィルム基材を水平に搬送し、水平状態で液晶材料を滴下する搬送系では、下側搬送面をベルトないし平盤とした搬送系で液晶滴下迄行い、上部より搬送してきた対向電極を形成したロールフィルム基材と上面片側配置したロールラミネーターによる貼合する方法が可能である。

また、液晶セルの周囲パタンのロールフィルム基材の搬送後半の開口部付近の形状を漏斗状に斜めにパタンを設けることも液晶の充填を安定制御することを目的としたもので、パタンの傾きは液晶の流動性やラミネート速度により最適化すればよい。

本発明の請求項４の発明では、液晶滴下と貼合及び液晶封入をロールラミネーターで一括して行う製造方法に係るものである。

シール材のパタンが液晶セルの周囲パタンとロールフィルム基材の搬送方向の後半部にラミネートにより封止できるサイズの開口パタンを少なくとも１ヵ所以上設けてある事を特徴とするものである。

本発明はラミネートによる熱圧着の際、形成されたシール材は押しつぶされ幅方向に数ミクロン広がる事を利用したもので、開口パタンとしては幅５ミクロン以下で形成すれば良く、封止を確実とする為に５ミリ程度の補助パタンを形成してもよい。また開口パタン近辺のエア抜けを促進する為に開口部付近の形状を漏斗状に斜めにパタンを設けることも可能である。
以下実施の形態例により本発明を詳細に説明する。

<実施の形態例１>
ロールフィルム基材の貼合プロセスの一例を図１に沿って説明する。
図１（ａ）の如くＣＦとＴＦＴ素子を形成した厚み１２５ミクロンのロールフィルム基材１１にシール材１５をディスペンサで描画する。
図１（ｂ）の如く（ａ）のロールフィルム基材１１をロールラミネーターの左側より、対向電極を形成したロールフィルム基材１２を右側より供給し、上部より複数個配置したマイクロディスペンサ１３にて、液晶セル幅と溝パタンで塗出するノズル位置を制御して液晶１４を滴下する。
両側ロールラミネータで貼合したロールフィルム基材を追加ベークで硬化処理し液晶表示装置とする。
得られた液晶表示装置は、表示欠陥や色ムラなど発生せず高品位な画面を得ることができる。

<実施の形態例２>
ロールフィルム基材の貼合プロセスの一例を図２に沿って説明する。
図２（ａ）の如くＣＦとＴＦＴ素子を形成した厚み１２５ミクロンのロールフィルム基材２１にシール材２５をディスペンサで描画する。
図２（ｂ）の如く（ａ）のロールフィルム基材２１をパタン面を上に向けコンベアにて水平供給し、上部より複数個配置したマイクロディスペンサ２３にて、液晶セル幅に液晶25を滴下する。
対向電極を形成したロールフィルム基材２２を上側より供給し、上側片面ロールにてラミネート処理した後 追加ベークで硬化処理し液晶表示装置とする。
得られた液晶表示装置は、表示欠陥や色ムラなど発生せず高品位な画面を得ることができる。

本発明の実施例１の部分平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 本発明の実施例２の部分平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。

符号の説明

１１、２１ ＣＦ、ＴＦＴ素子形成ロールフィルム基材
１２，２２ 対向電極形成ロールフィルム基材
１３、２３ マイクロディスペンサ
１４、２４ 液晶
１５、２５ シール材
１６，２６ ロールラミネーター
１７，２７ ヒーター

Claims (4)

1. カラーフィルターとＴＦＴ素子を積層形成したロールフィルム基材と、ベタ膜からなる透明電極を形成した対向電極用ロールフィルム基材とからなる２枚のフレキシブルなフィルム基材をリール状で供給し液晶を封入する液晶表示装置の製造方法において、液晶の供給を少なくとも１台のディスペンサより行い、液晶の滴下量を何れかのロールフィルム基材上に形成されたシール材のパタン幅に合わせて制御し、片側ないし両側にローラーを具備したロールラミネーターにより連続して貼合する事を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 前記シール材のパタンが、液晶セルの周囲パタンと、ロールフィルム基材の搬送方向の前後部にパタンを開口させ隣接する液晶セル間を連結し液晶を伝播するための１本以上の細い溝パタンとからなり、巻き出し装置より送り出された２枚のロールフィルム基材の貼合の際、シール材のパタン内に滴下された液晶がロールフィルム基材の貼合とともに、連続して隣接する画面パタンに封入される事を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 前記シール材の液晶セルの周囲パタンのロールフィルム基材の搬送後半の開口部付近の形状が、液晶が伝播し易いよう斜めにパタンを設けてあることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 前記シール材のパタンが液晶セルの周囲パタンとロールフィルム基材の搬送方向の後半部にラミネートにより封止できるサイズの開口パタンを少なくとも１ヵ所以上設けてある事を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。